Une solution colorée et durable pour l’impression 3D


Une solution colorée et durable pour l'impression 3D

Les encres et matériaux ArtSea peuvent être utilisés pour créer des projets artistiques colorés et des modèles 3D pour la science, la , l’ingénierie et les mathématiques, la médecine et d’autres domaines. Crédit photo : Andrea Starr | Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique

Des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ont développé des encres et des matériaux à d’algues pour créer des formes et des modèles 2D et 3D colorés.

L’innovation s’appelle ArtSea Inks and Materials. L’ensemble d’encres vibrantes – pensez à mise à niveau futuriste des vieux crayons Crayola dans un paquet de huit – est fabriqué à partir de solutions d’algues qui ont été enrichies de pigments qui lui donnent une finition brillante. Les encres et les matériaux ArtSea ne nécessitent pas de matières plastiques chargées de combustibles fossiles ou de chaleur élevée pour créer des structures non toxiques et durables.

De la biodétection à l’art et à l’éducation… et au-delà

Les racines d’ArtSea Inks and Materials ont commencé avec la biodétection – en particulier la détection et la caractérisation rapides des menaces biologiques – en utilisant une combinaison de points forts dans l’impression 3D, la conception de matériaux, l’ingénierie tissulaire et la réponse de l’hôte.

« Nous avons combiné ce savoir-faire avec le concept d’impression 3D, par exemple pour développer une nouvelle matrice de tissus humains imprimée en 3D pour étudier comment les agents pathogènes microbiens nocifs peuvent affecter les tissus », a déclaré Anne Arnold, chercheuse qui dirige le développement des encres ArtSea. et matériaux. Un exemple d’un tel agent pathogène est Bacillus anthracis, l’agent causal de l’anthrax et de la grippe.

Au-delà de la biodétection, l’équipe a rapidement découvert que les encres et les matériaux ArtSea pouvaient être utilisés à des fins plus diverses, telles que :

« Nous avons trouvé qu’il s’agissait d’une innovation très polyvalente qui va au-delà de la biodétection », a déclaré Sara Hunt, responsable de la commercialisation du PNNL. « La technologie peut être étendue aux grandes entreprises médicales, aux écoles et même aux « bricoleurs » qui aiment créer leurs propres créations.

L’encre et les matériaux ArtSea, développés avec un programme de financement interne du PNNL visant à promouvoir l’innovation et la créativité, ont récemment été inclus. présenté la nature après la publication des résultats dans la revue ACS Oméga.

Une solution colorée et durable pour l'impression 3D

Les encres et les matériaux ArtSea sont extrudés à partir d’applicateurs en forme de seringue pour créer des structures 2D et 3D colorées. Crédit photo : Andrea Starr | Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique

Alginate et mica – la sauce secrète

Les encres et les matériaux ArtSea sont appelés « encres biologiques » car ils sont fabriqués à partir d’alginate, un sel de sodium peu coûteux, largement utilisé et non toxique obtenu à partir d’algues brunes. Le matériau forme un gel stable sans besoin de chaleur excessive.

Pour produire l’encre organique, les scientifiques infusent des pigments, appelés colorants mica, dans l’extrait d’algues, lui donnant des couleurs vives.

L’association algues/mica est dissoute dans l’eau puis combinée à une solution de chlorure de calcium. Les ions calcium chargés positivement fusionnent avec des parties chargées négativement de divers brins de polymère pour former un « caoutchouc » visqueux et ajustable qui offre un équilibre entre rigidité et usinabilité pour former des structures 3D stables.

La solution est ensuite extrudée à partir d’un applicateur en forme de seringue pour former des structures 2D et 3D colorées et finement détaillées. Il élimine la maintenance logicielle ou matérielle complexe d’une imprimante 3D.

Les encres bio peuvent également être formulées pour fonctionner avec n’importe quelle couleur, y compris les encres métalliques, nacrées et phosphorescentes. Les encres et matériaux ArtSea peuvent être utilisés pour créer des représentations de matériaux et de modèles biologiques, ainsi que pour incorporer des cellules de mammifères et de bactéries dans la bioencre. Les résultats pourraient, par exemple, fournir des structures qui illuminent la lanterne de la du ventre d’une luciole pour étudier le fonctionnement interne de cette espèce, ou représenter différentes régions du cerveau humain pour des cours d’anatomie dans les classes de lycée scientifique.


ArtSea Ink : une encre colorée à base d’algues pour l’impression 3D


Plus d’information:
Anne M. Arnold et al., Alginate nacré dopé au mica en tant que support vivant et stable pour l’art en deux et trois dimensions, ACS Oméga (2021). DOI : 10.1021 / acsomega.1c01453

De morne à éblouissante : les algues produisent des encres de couleur pétillante, la nature (2021). DOI : 10.1038 / d41586-021-02186-2

Fourni par le Pacific Northwest National Laboratory

Citation: Une solution colorée et durable pour l’impression 3D (2021, 7 octobre), consulté le 7 octobre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-10-sustainable-solution-3d.html

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